A magyar felmenőkkel is rendelkező Newman Cleveland Shaker Heights nevű külvárosában született 1925. január 26-án. Apja azt szerette volna, ha ő viszi tovább sportszerboltját, de Pault inkább a sport és a repülés vonzotta. A légierőtől azonban színvaksága miatt eltanácsolták, sportpályafutásának baleset vetett véget. Az egyetemen közgazdaságtant és irodalmat tanult, majd apja halála után átvette az üzletet, de a színház vonzásának nem tudott ellenállni. Családja neheztelését kiváltva a Yale Egyetemen kezdett színi tanulmányokba, majd Lee Strasberg legendás stúdiójába iratkozott be, közben kisebb szerepet játszott egy tévésorozatban. 1953-ban sikerrel debütált a Broadwayn, és Hollywoodban is felfigyeltek az áthatóan kék szemű „új Brandóra”.

Először 1955-ben egy kosztümös darabban állt a kamerák elé, egy évvel később a Valaki odafönt szeret engem című filmben a legendás bokszoló, Rocky Graziano megszemélyesítéséért megkapta az év felfedezettjének járó Golden Globe-díjat. 1958 szakmai és magánéletében is fontos állomás lett: a Hosszú, forró nyár című film forgatásán ismerkedett meg második feleségével, Joanne Woodwarddal, s alakításáért a cannes-i filmfesztiválon díjazták, a Macska a forró bádogtetőn című filmért pedig, amelyben Elizabeth Taylor volt a partnere, Oscar-díjra jelölték. A hatvanas években forgatta leghíresebb filmjeit, köztük Az ifjúság édes madara, A hallgatag ember, a Bilincs és mosoly, valamint a Butch Cassidy és a Sundance kölyök címűt. Utóbbi westernben először volt partnere Robert Redford, akivel 1973-ban legendás párost alkottak A nagy balhé című Oscar-díjas gengszterkomédiában is.

1968-ban debütált rendezőként, a Rachel, Rachel című dráma Oscar-jelölést kapott a legjobb filmek között, őt pedig Golden Globe-díjjal tüntették ki. Rendezői munkái közül A gamma-sugarak hatása a százszorszépekre a legsikeresebb, a főszerepet játszó felesége Cannes-ban elnyerte a legjobb színésznő díját. Több műfajban is kipróbálta magát: játszott a Pokoli torony című katasztrófafilmben, Robert Altman Buffalo Bill és az indiánok című westernjében, a Kvintett című futurisztikus drámában, dolgozott Sydney Pollackkal (A szenzáció áldozata) és Sidney Lumet-val (Az ítélet).

1986-ban Martin Scorsese A pénz színe című alkotásában nyújtott alakításáért (hatodik színészi jelölése után) végre átvehette a legjobb színésznek járó aranyszobrot. Bár nyugdíjas korba érve számos felkérést visszautasított, a Senki bolondja című vígjátékért 1994-ben újra Oscarra jelölték a legjobb színészek közt. Élete utolsó évtizedében látható volt az Üzenet a palackban című szerelmi románc apaszerepében, a Pénzt vagy életet című vígjátékban egy mesterbűnözőt személyesített meg, aki sikeresen tetteti magát agyhalottnak. Utoljára 2002-ben A kárhozat útja című drámában szerepelt, s a Sam Mendes rendezte film tizedik Oscar-jelölését is meghozta. Visszavonulását 2007-ben, megromlott emlékezetére hivatkozva jelentette be.

2002-ben csaknem negyven év után, Thornton Wilder A mi városunk című darabjában ügyelőként lépett ismét színpadra, alakításáért Emmy- és Tony-díjra is jelölték, utóbbira – hetvennyolc évesen – életében először. 2008-ban színházi rendezői debütálásaként John Steinbeck Egerek és emberek című darabját állította volna színpadra, de betegsége miatt erre már nem kerülhetett sor. Tüdőrákja egyre súlyosbodott, és 2008. szeptember 26-án meghalt, emlékére egy héttel később a Broadway valamennyi színháza elsötétült egy percre.

A legendás színész Frank Sinatra mellett egyedüliként kapta meg a legjobb színésznek járó Oscar-díjat, az életmű-Oscart és a humanitárius Oscar-díjnak nevezett Jean Hersholt-díjat. Alapítványa a rákos gyerekek, illetve a drog- és alkoholfüggő fiatalok gyógyítását és a hátrányos helyzetű gyerekeket támogatta, ebben szerepet játszhatott, hogy első házasságából született, egyetlen fia 1978-ban kábítószer-túladagolásban halt meg.

Üzletemberként is sikeres volt, 1982-től forgalmazták a nevével fémjelzett salátaönteteket, tésztákat és más élelmiszereket, vállalkozása bevételének egy részét ugyancsak humanitárius célokra fordította. A Győzni Indianapolisban című film forgatásán, 1969-ben ismerkedett meg az autóversenyzéssel, amelybe azonnal beleszeretett. 1979-ben a 24 órás Le Mans-i versenyen második lett Porsche 935-ös autójával, hetvenévesen korkategóriájában győzött a 24 órás Daytona Beach-i versenyen, csapatvezetője volt a Newman-Haas Indycar csapatnak. Ő maga összes filmje közül a Jégtörők című hokis komédiát tartotta kedvencének, amelyben egy veterán játékosedzőt alakított. A minden idők tíz legjobb sporttémájú alkotása közé sorolt film kultikussá vált, Newman halála után a klub, amelynek stadionjában a forgatás zajlott, visszavonultatta a színész által viselt 7-es mezszámot.

Érdekesség, hogy 2013-ban Newman és felesége, Joanne Woodward egy fél évszázaddal korábban készült filmes csókja került a cannes-i filmfesztivál plakátjára. A színész hangját a tavaly bemutatott Verdák 3 című animációs filmben, az első részt idézve halála után kilenc évvel ismét hallani lehetett. 

A liberális nézeteit soha nem titkoló Newman többször felemelte szavát a feketék egyenjogúságáért, a nukleáris leszereléséért, nem csoda, hogy a Watergate-botrány idején előkelő helyen szerepelt a Nixon elnök által nemkívánatosnak tekintett személyek listáján. A magánéletében végtelenül szerény színész, akit számtalanszor választottak a világ legszexisebb filmsztárjának, azt tartotta, Hollywood csak szerencsejáték: ahhoz, hogy ki nyer, a tehetségnek kevés köze van, ő is pusztán jókor volt jó helyen.